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Enregistrement W2557467830 · doi:10.1101/090886

Pervasive Antagonistic Interactions Among Hybrid Incompatibility Loci

2016· preprint· en· W2557467830 sur OpenAlexaff
Rafael F. Guerrero, Christopher D. Muir, Sarah Josway, Leonie C. Moyle

Notice bibliographique

RevuebioRxiv (Cold Spring Harbor Laboratory) · 2016
Typepreprint
Langueen
DomaineBiochemistry, Genetics and Molecular Biology
ThématiqueGenetic diversity and population structure
Établissements canadiensUniversity of British Columbia
Organismes subventionnairesNational Science Foundation
Mots-clésBiologyEpistasisReproductive isolationIntrogressionGeneticsSterilityHybridEvolutionary biologyGenePopulationBotany

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

ABSTRACT Species barriers, expressed as hybrid inviability and sterility, are often due to epistatic interactions between divergent loci from two lineages. Theoretical models indicate that the strength, direction, and complexity of these genetic interactions can strongly affect the expression of interspecific reproductive isolation and the rates at which new species evolve. Nonetheless, empirical analyses have not quantified the frequency with which loci are involved in interactions affecting hybrid fitness, and whether these loci predominantly interact synergistically or antagonistically, or preferentially involve loci that have strong individual effects on hybrid fitness. We systematically examined the prevalence of interactions between pairs of short chromosomal regions from one species ( Solanum habrochaites ) co-introgressed into a heterospecific genetic background ( Solanum lycopersicum ). We used lines containing pairwise combinations of 15 chromosomal segments from S. habrochaites crossed into the background of S. lycopersicum ( i.e ., 95 double introgression lines). We compared the strength of hybrid incompatibility (either pollen sterility or seed sterility) expressed in each double introgression line to the expected additive effect of its two component single introgressions. We found that: epistasis was common among co-introgressed regions; epistastic effects for hybrid dysfunction were overwhelmingly antagonistic (i.e., double hybrids were less unfit than expected from additive single introgression effects); and, epistasis was substantially more prevalent in pollen fertility compared to seed fertility phenotypes. Together, these results indicate that higher-order interactions frequently contribute to postzygotic sterility barriers in these species. This pervasive epistasis leads to the decoupling of the patterns of accumulation of isolation loci and isolation phenotypes, and is expected to attenuate the rate of accumulation of hybrid infertility among lineages over time ( i.e ., giving diminishing returns as more reproductive isolation loci accumulate). This decoupling effect might also explain observed differences between pollen and seed fertility in their fit to theoretical predictions of the accumulation of isolation loci, including the ‘snowball’ effect. AUTHOR SUMMARY A characteristic feature of new species is their inability to produce fertile or viable hybrids with other lineages. This post-zygotic reproductive isolation is caused by dysfunctional interactions between genes that have newly evolved changes in the diverging lineages. Whether these interactions occur between pairs of divergent alleles, or involve more complex networks of genes, can have strong effects on how rapidly reproductive isolation—and therefore new species—evolve. The complexity of these interactions, however, is poorly understood in empirical systems. We examined the fertility of hybrids that carried one or two chromosomal regions from a close relative, finding that hybrids with two of these heterospecific regions were frequently less sterile than would be expected from the joint fitness of hybrids that have the same regions singly. This ‘less-than-additive’ effect on hybrid sterility was widespread (observed in 20% of pairwise combinations), and especially pronounced for male sterility. We infer that genes contributing to male sterility form a more tightly connected network than previously thought, implying that reproductive isolation is evolving by incremental dysfunction of complex interactions rather than by independent pairwise incompatibilities. We use simulations to illustrate these expected patterns of accumulation of reproductive isolation when it involves highly interconnected gene networks.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Observationnel · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,001
Score d'incertitude au seuil0,005

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0010,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,001
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,012
Tête enseignante GPT0,227
Écart entre enseignants0,215 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeObservationnel
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations3
Publié2016
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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